Այս թեման օգտակար կլինի ոչ միայն ավագ դպրոցի աշակերտների, այլ նույնիսկ մեծահասակների համար։ Բացի այդ, հոդվածը կհետաքրքրի ծնողներին, ովքեր ցանկանում են բնական գիտություններից պարզ բաներ բացատրել իրենց երեխաներին։ Շատ կարևոր թեմաներից է արագությունը ֆիզիկայում։
Բավական հաճախ ուսանողները չեն կարողանում պարզել, թե ինչպես լուծել խնդիրները, տարբերակել արագությունների առկա տեսակները, և նույնիսկ ավելի դժվար է հասկանալ գիտական սահմանումները: Այստեղ մենք ամեն ինչ կդիտարկենք ավելի մատչելի լեզվով, որպեսզի ամեն ինչ ոչ միայն պարզ լինի, այլ նույնիսկ հետաքրքիր: Բայց դուք դեռ պետք է հիշեք որոշ բաներ, քանի որ տեխնիկական գիտությունները (ֆիզիկա և մաթեմատիկա) պահանջում են անգիր անել բանաձևերը, չափման միավորները և, իհարկե, յուրաքանչյուր բանաձևի նշանների նշանակությունը:
Որտե՞ղ է այն հանդիպում?
Սկսելու համար հիշենք, որ այս թեման վերաբերում է ֆիզիկայի այնպիսի բաժնին, ինչպիսին է մեխանիկա, «Կինեմատիկա» ենթաբաժինը։ Բացի այդ, արագության ուսումնասիրությունն այստեղ չի ավարտվում, այն կլինի հետևյալ բաժիններում՝
- օպտիկա,
- տատանումներ և ալիքներ,
- թերմոդինամիկա,
- քվանտային ֆիզիկա և այլն:
Նաև արագություն հասկացությունը հանդիպում է քիմիայի, կենսաբանության, աշխարհագրության, համակարգչային գիտության մեջ: Ֆիզիկայի մեջ ամենից հաճախ հանդիպում ու ուսումնասիրվում է «արագություն» թեմանխորը.
Բացի այդ, այս բառը կենցաղում օգտագործում են բոլորս, հատկապես ավտովարորդների, տրանսպորտային միջոցների վարորդների շրջանում։ Նույնիսկ փորձառու խոհարարները երբեմն օգտագործում են այնպիսի արտահայտություն, ինչպիսին է «ձվի սպիտակուցը հարիչով հարել միջին արագությամբ»:
Ի՞նչ է արագությունը:
Արագությունը ֆիզիկայում կինեմատիկական մեծություն է: Դա նշանակում է մարմնի անցած հեռավորությունը որոշակի ժամանակահատվածում: Ասենք մի երիտասարդ տնից խանութ է տեղափոխվում՝ մեկ րոպեում երկու հարյուր մետր անցնելով։ Ընդհակառակը, նրա ծեր տատիկը վեց րոպեում փոքր քայլերով կանցնի նույն ճանապարհը։ Այսինքն՝ տղան շատ ավելի արագ է շարժվում, քան իր տարեց բարեկամը, քանի որ արագություն է զարգացնում շատ ավելի շատ՝ շատ արագ երկար քայլեր անելով։
Նույնը պետք է ասել մեքենայի մասին՝ մի մեքենան ավելի արագ է գնում, մյուսը՝ դանդաղ, քանի որ արագությունները տարբեր են։ Հետագայում մենք կանդրադառնանք այս հայեցակարգի հետ կապված բազմաթիվ օրինակների:
Բանաձև
Դպրոցում դասի ժամանակ ֆիզիկայի արագության բանաձևը անպայմանորեն հաշվի է առնվում խնդիրները լուծելու համար հարմարեցնելու համար:
- V, համապատասխանաբար, շարժման արագությունն է;
- S-ն այն տարածությունն է, որն անցնում է մարմինը տարածության մի կետից մյուսը շարժվելիս;
- t – ճանապարհորդության ժամանակը:
Պետք է հիշել բանաձևը, քանի որ այն ապագայում օգտակար կլինի բազմաթիվ խնդիրներ լուծելիս և ոչ միայն։ Օրինակ, դուք կարող եք մտածել, թե ինչպեսարագություն տնից աշխատավայր կամ ուսման վայր. Բայց հեռավորությունը կարող եք նախօրոք պարզել սմարթֆոնի կամ համակարգչի քարտեզի միջոցով կամ թղթային տարբերակի միջոցով՝ իմանալով մասշտաբները և ձեզ հետ ունենալով քանոն։ Այնուհետև դուք նշում եք շարժվելը սկսելու ժամանակը: Երբ հասնեք ձեր նպատակակետին, տեսեք, թե քանի րոպե կամ ժամ է պահանջվել առանց կանգ առնելու:
Ինչո՞վ է այն չափվում
Արագությունը ամենից հաճախ չափվում է SI միավորներով: Ստորև բերված են ոչ միայն միավորներ, այլև օրինակներ, թե որտեղ են դրանք օգտագործվում.
- կմ/ժ (կիլոմետր/ժամ) - տրանսպորտ;
- մ/վ (մ/վրկ) - քամի;
- կմ/վ (կիլոմետր/վրկ) – տիեզերական օբյեկտներ, հրթիռներ;
- մմ/ժ (միլիմետր ժամում) - հեղուկներ։
Եկեք նախ պարզենք, թե որտեղից է առաջացել կոտորակային բարը և ինչու է չափման միավորը հենց դա: Ուշադրություն դարձրեք արագության ֆիզիկայի բանաձևին. Ինչ եք տեսնում? Համարիչը S է (հեռավորություն, ճանապարհ): Ինչպե՞ս է չափվում հեռավորությունը: Կիլոմետրերով, մետրերով, միլիմետրերով: Հայտարարում, համապատասխանաբար, t (ժամանակ) - ժամ, րոպե, վայրկյան: Հետևաբար, քանակի չափման միավորները ճիշտ նույնն են, ինչ ներկայացված է այս բաժնի սկզբում։
Եկեք ձեզ հետ համախմբենք ֆիզիկայում արագության բանաձևի ուսումնասիրությունը հետևյալ կերպ. ո՞ր հեռավորությունը կհաղթահարի մարմինը որոշակի ժամանակահատվածում: Օրինակ՝ մարդը 1 ժամում անցնում է 5 կիլոմետր։ Ընդհանուր՝ մարդու արագությունը 5 կմ/ժ է։
Ինչի՞ց է դա կախված։
Բավական հաճախ ուսուցիչները ուսանողներին տալիս են հարց. «Ի՞նչն է որոշում արագությունը»: Ուսանողները հաճախ մոլորվում են և չգիտեն ինչ ասել: Իրականում ամեն ինչ շատ էպարզապես. Պարզապես նայեք ակնարկի բացման բանաձեւին: Մարմնի արագությունը ֆիզիկայում կախված է շարժման ժամանակից և հեռավորությունից։ Եթե այս պարամետրերից գոնե մեկը անհայտ է, ապա անհնար կլինի լուծել խնդիրը: Բացի այդ, օրինակում կարելի է գտնել արագությունների այլ տեսակներ, որոնք կքննարկվեն այս հոդվածի հաջորդ բաժիններում:
Կինեմատիկայում շատ առաջադրանքներում դուք պետք է կառուցեք կախվածության գրաֆիկներ, որտեղ X առանցքը ժամանակն է, իսկ Y առանցքը՝ հեռավորությունը, ճանապարհը: Նման պատկերներից կարելի է հեշտությամբ գնահատել շարժման արագության բնույթը։ Հարկ է նշել, որ տրանսպորտի հետ կապված շատ մասնագիտություններում էլեկտրական մեքենաները հաճախ օգտագործում են գրաֆիկա: Օրինակ՝ երկաթուղու վրա։
Արագության չափում ճիշտ պահին
Կա ևս մեկ թեմա, որը վախեցնում է միջին դպրոցի աշակերտներին՝ ակնթարթային արագությունը։ Ֆիզիկայի մեջ այս հասկացությունը տեղի է ունենում որպես ակնթարթային ժամանակահատվածում արագության մեծության սահմանում:
Դիտարկենք մի պարզ օրինակ՝ վարորդը վարում է գնացքը, նրա օգնականը ժամանակ առ ժամանակ հետևում է արագությանը։ Հեռվում արագության սահմանափակման նշան կա։ Դուք պետք է ստուգեք, թե որքան արագ է շարժվում գնացքը հենց հիմա: Վարորդի օգնականը ժամը 16:00-ին հայտնում է, որ արագությունը 117 կմ/ժ է։ Սա ուղիղ ժամը 16-ին գրանցված ակնթարթային արագությունն է։ Երեք րոպե անց արագությունը կազմել է 98 կմ/ժ։ Սա նաև ակնթարթային արագությունն է 16 ժամ 03 րոպեի համեմատ։
Շարժման սկիզբ
Առանց նախնական արագության, ֆիզիկան չի ներկայացնում տրանսպորտի գրեթե ոչ մի շարժումտեխնոլոգիա. Ի՞նչ է այս պարամետրը: Սա այն արագությունն է, որով օբյեկտը սկսում է շարժվել: Ասենք, մեքենան չի կարող ակնթարթորեն շարժվել 50 կմ/ժ արագությամբ։ Նա պետք է արագացնի: Երբ վարորդը սեղմում է ոտնակը, մեքենան սկսում է սահուն շարժվել, օրինակ՝ սկզբում 5 կմ/ժ արագությամբ, հետո աստիճանաբար 10 կմ/ժամ, 20 կմ/ժ և այլն (5 կմ/ժ սկզբնական արագությունն է):
Իհարկե, դուք կարող եք կտրուկ մեկնարկ անել, ինչպես վազորդ-մարզիկները, երբ ռակետով հարվածում եք թենիսի գնդակին, բայց այնուամենայնիվ սկզբնական արագությունը միշտ կա։ Մեր չափանիշներով դա չունեն միայն մեր Գալակտիկայի աստղերը, մոլորակները և արբանյակները, քանի որ մենք չգիտենք, թե երբ է սկսվել շարժումը և ինչպես: Ի վերջո, մինչև մահ տիեզերական օբյեկտները չեն կարող կանգ առնել, նրանք միշտ շարժման մեջ են։
Զուգահեռ արագություն
Արագությունը ֆիզիկայում առանձին երևույթների և բնութագրերի համակցություն է: Տարբերում են նաև միատեսակ և ոչ միատեսակ շարժումներ, կորագիծ և ուղղագիծ։ Բերենք օրինակ՝ մարդն ուղիղ ճանապարհով քայլում է նույն արագությամբ՝ հաղթահարելով A կետից մինչև B կետ 100 մետր տարածություն։
Մի կողմից այն կարելի է անվանել ուղղագիծ և միատեսակ արագություն։ Բայց եթե մարդուն կցեք շատ ճշգրիտ արագության և երթուղու սենսորներ, կարող եք տեսնել, որ դեռ տարբերություն կա: Անհավասար արագությունն այն է, երբ արագությունը կանոնավոր կամ անընդհատ փոխվում է:
Առօրյա կյանքում և տեխնիկայում
Շարժման արագությունը ֆիզիկայում գոյություն ունի ամենուր: Նույնիսկ միկրոօրգանիզմները շարժվում են, թողև շատ դանդաղ տեմպերով: Հարկ է նշել, որ կա ռոտացիա, որը նույնպես բնութագրվում է արագությամբ, բայց ունի չափման միավոր՝ պտույտ/րոպե (պտույտներ րոպեում)։ Օրինակ, լվացքի մեքենայի մեջ թմբուկի պտտման արագությունը: Այս չափման միավորը օգտագործվում է ամենուր, որտեղ կան մեխանիզմներ և մեքենաներ (շարժիչներ, շարժիչներ):
Աշխարհագրության և քիմիայի մեջ
Նույնիսկ ջուրն ունի շարժման արագություն։ Ֆիզիկան պարզապես օժանդակ գիտություն է բնության մեջ տեղի ունեցող գործընթացների ոլորտում: Օրինակ՝ քամու արագությունը, ծովում ալիքները՝ այս ամենը չափվում է սովորական ֆիզիկական պարամետրերով, քանակներով։
Անշուշտ, ձեզնից շատերին ծանոթ է «քիմիական ռեակցիայի արագությունը» արտահայտությունը։ Միայն քիմիայի մեջ դա այլ նշանակություն ունի, քանի որ նշանակում է, թե ինչքան ժամանակ է լինելու այս կամ այն գործընթացը։ Օրինակ՝ կալիումի պերմանգանատն ավելի արագ կլուծվի ջրի մեջ, եթե թափահարեք անոթը։
Անտեսանելի արագություն
Անտեսանելի երեւույթներ կան. Օրինակ՝ մենք չենք կարող տեսնել, թե ինչպես են շարժվում լույսի մասնիկները, տարբեր ճառագայթները, ինչպես է տարածվում ձայնը։ Բայց եթե չլիներ դրանց մասնիկների շարժումը, ապա այդ երևույթներից և ոչ մեկը բնության մեջ չէր լինի։
Ինֆորմատիկա
Գրեթե յուրաքանչյուր ժամանակակից մարդ համակարգչի վրա աշխատելիս բախվում է «արագություն» հասկացության հետ:
- Ինտերնետ արագություն;
- էջի բեռնման արագություն;
- CPU բեռնման արագություն և այլն:
Ֆիզիկայի մեջ կան շարժման արագության բազմաթիվ օրինակներ։
Հոդվածն ուշադիր կարդալուց հետո դուք ծանոթացաք հայեցակարգին.արագություն, պարզիր, թե ինչ է դա: Թող այս նյութը օգնի ձեզ խորությամբ ուսումնասիրել «Մեխանիկա» բաժինը, հետաքրքրություն ցուցաբերել դրա նկատմամբ և հաղթահարել վախը դասերին պատասխանելիս։ Ի վերջո, արագությունը ֆիզիկայում սովորական հասկացություն է, որը հեշտ է հիշել:
